CN110644138A - 单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法及应用 - Google Patents

单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法及应用，该无纺布材料通过使用单一组分的聚酯母粒，进行熔喷非织造布织造，其结构为三维立体结构，结构内部的纤维级别为微纳米级范围在1～10μm之间，该材料结构表面可根据需要设计各种纹理条纹。

Description

单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及超细纤维材料应用技术，具体涉及单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法及应用。
背景技术
随着现代工业、交通运输和城市建设事业的发展，特别是城市人口的急剧增加，城市的噪音污染已经变得日益严重，如何减少噪音干扰，已经成为人们亟待解决的问题。一直以来，研究者不断开发具有更好吸声降噪效果的新型材料，其中作为多孔隙纤网织物，非织造材料因其独特的多孔性、柔软性以及良好的弹性，在吸音领域有着广泛的应用。
其中，美国3M公司研发的新雪丽系列吸音保温材料因其具有隔音隔热保温，防火阻燃、疏水防霉、轻质节能等优点，在市场上表现出极大的产品优势。然而，由于该材料主要由起粘合作用的聚丙烯熔喷纤维和控制材料蓬松度的聚酯短纤维组成，产品耐高温性能较差，且产品结构复杂，不利于回收，限制了其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供具有制备工艺操作方便、性能稳定、回收方便、及具有保暖、隔音和成本低特点的高性能单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法及应用。
为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：
单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，将单一组分的聚酯母粒进行熔融后，再经喷丝形成无纺布，制得微纳米级超细纤维吸音保暖材料。
进一步，所述聚酯母粒的牌号为中石化上海公司262牌号。
进一步，所述的无纺布还经过烘干处理，烘干温度为90～145℃。
进一步，所述聚酯母粒在进料熔融前的含水率控制在50～200ppm。
进一步，所述微纳米级超细纤维吸音保暖材料内部的纤维的微纳米级别范围为1～10μm。
进一步，所述微纳米级超细纤维吸音保暖材料的吸音系数为0.99。
根据上述制备方法所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料的应用，将其用于汽车内饰材料的生产。
根据上述制备方法所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料的应用，将其用于交通工具中吸音或保暖配件的生产。
除此之外，还可以根据场合需要将其制作成不同规格，表面不同纹路的制品。
采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：
(1)本发明方案工艺简单、可操作性强且制备的无纺布材料结构为三维立体结构、及纤维直径为微纳米级别，相比于传统材料先制备微纳米级超细纤维，再采用其他工艺制备最终材料而言，大大降低了生产流程；
(2)本发明方案所的制品性能优异；与传统吸音材料相比，拥有极强的吸音能力，吸音系数甚至高达0.99，且其密度低，比传统其他产品轻50％，具有较强的柔韧回弹性，另外，还具有施工简便，产品重量极轻的优点；其还保持了聚酯材料所具有的极低热传导率特点，造就了产品耐热，隔热，保温的特性。同时具有优良的防霉特性，由于原料采用单一聚酯材料，具有较好的耐温及抗老化特性；
(3)可100％直接回收，环保健康；本发明方案所制得的该材料采用单一组份，相比于多组份材料的回收分类，更加的方便和简单，比原有的玻纤或PU发泡材料相比也更环保，可以直接100％回收再次加工利用；材料质地轻的特点，可以有效的降低车辆的碳排放，同时材料自身无异味，无毒，无挥发气体，无公害污染。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明方案做进一步的阐述：
图1为本发明方案所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料内部的纤维表征图；
图2为本发明方案所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料制成交通工具仪表盘隔音材料的简要示意图之一；
图3为本发明方案所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料制成交通工具仪表盘隔音材料的简要示意图之二；
图4为本发明方案所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料制成交通工具中控台侧挡板隔音材料的简要示意图之一；
图5为本发明方案所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料制成交通工具中控台侧挡板隔音材料的简要示意图之二；
图6为本发明方案所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料制成交通工具背门下饰板隔音材料的简要示意图。
具体实施方式
本发明方案单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，其具体为：将单一组分的聚酯母粒进行熔融后，再经喷丝形成无纺布，制得微纳米级超细纤维吸音保暖材料。
其中，所述聚酯母粒的牌号具体可以选择为中石化上海公司262牌号，且熔融、喷丝均为行业常规技术，便不一一赘述。
其次，所制成的无纺布还可以经过烘干处理，且烘干温度为90～145℃。
另外，所述聚酯母粒在进料熔融前的含水率控制在50～200ppm。
如图1所示，将制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料进行表征以探测其内部的纤维直径，可知，所制得纤维直径的微纳米级别范围为1～10μm。
通过上述制备方法所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料可以用于汽车内饰材料的生产，但并不局限于汽车，还可以是用于交通工具中吸音或保暖配件的生产。
例如图2或图3所示，其示出了本发明方案纤维制成仪表板隔音材料的示意图；可采用涤纶材料，在熔喷加梳理工艺条件下进行制得，所制成制品的结构为三维立体网状，吸音系数可达到0.99，同时具有优良的保温、抗霉菌、低VOC性能。
例如图4或图5所示，其示出了本发明方案纤维制成中控台侧挡板隔音材料的示意图；可采用聚酯材料，所制成成品的空间结构三维立体网状，具有质轻、力学性能优良等特点，其质量仅为传统的材料的几分之一，不仅可以应用于汽车，在其他运输装置的吸音保暖方面也有广阔的前景。
例如图6所示，其示出了本发明方案纤维制成背门下饰板隔音材料的示意图；经过热轧花整理后，结构呈现轻微的蓬松度下降，并在表面具有蜂窝状华为，其材料具有阻燃安全性强，阻燃级别达到最高级A0等级，以及吸音、保暖、抗霉菌、低VOC等优异的性能。目前已应用于汽车内饰件材料中，同时在也可使用于其他类型的交通工具的吸音降噪及保温应用。
除此之外，本发明方案还可以根据场合需要将其制作成不同规格，表面不同纹路的制品。
测试对比
将本发明方案的保暖材料制成200g/m2和300g/m2的规格，再将其与3M公司所制得的对应产品进行性能对比测试，得如下结果：
200g/m2产品吸音性能对比
测试样品 面密度(g/m<sup>2</sup>) 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz
金亿纶200g/m<sup>2</sup>N＝1 229 0.34 0.75 1.13 1.11
金亿纶200g/m<sup>2</sup>N＝2 233 0.34 0.74 1.11 1.11
金亿纶200g/m<sup>2</sup>N＝3 234 0.35 0.73 1.10 1.11
金亿纶200g/m<sup>2</sup>平均值 232 0.35 0.74 1.12 1.11
3M200g/m<sup>2</sup>N＝1 231 0.28 0.53 0.89 1.05
3M200g/m<sup>2</sup>N＝2 232 0.28 0.53 0.89 1.05
3M200g/m<sup>2</sup>N＝3 229 0.27 0.52 0.87 1.04
3M200g/m<sup>2</sup>平均值 231 0.28 0.53 0.88 1.05
300g/m2产品吸音性能对比
Figure BDA0002229993730000041
Figure BDA0002229993730000051
备注：依据GB/T20247-2006(混响室法吸声系数测量)中的有关标准执行
以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，其特征在于：将单一组分的聚酯母粒进行熔融后，再经喷丝形成无纺布，制得微纳米级超细纤维吸音保暖材料。
2.根据权利要求1所述的单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，其特征在于：所述聚酯母粒的牌号为中石化上海公司262牌号。
3.根据权利要求1所述的单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，其特征在于：所述的无纺布还经过烘干处理，烘干温度为90～145 ℃。
4.根据权利要求1所述的单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，其特征在于：所述聚酯母粒在进料熔融前的含水率控制在50～200 ppm。
5.根据权利要求1所述的单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，其特征在于：所述微纳米级超细纤维吸音保暖材料内部的纤维的微纳米级别范围为1～10 μm。
6.根据权利要求1所述的单组分微纳米级超细纤维吸音保暖材料的制备方法，其特征在于：所述微纳米级超细纤维吸音保暖材料的吸音系数为0.99。
7.根据权利要求1至6之一所述的制备方法所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料的应用，其特征在于：将其用于汽车内饰材料的生产。
8.根据权利要求1至6之一所述的制备方法所制得的微纳米级超细纤维吸音保暖材料的应用，其特征在于：将其用于交通工具中吸音或保暖配件的生产。
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